2023年屆高三化學(xué)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)-化學(xué)和能源

一、能源的概念和地位

2023屆高三化學(xué)學(xué)問點(diǎn)總結(jié)——化學(xué)與能源1、概念()、陽光、風(fēng)力、流水、潮汐以及柴草等2、地位：能源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)進(jìn)展的重要物質(zhì)根底，它的開發(fā)和利用狀況可以衡量一個(gè)國(guó)家和地區(qū)的經(jīng)濟(jì)進(jìn)展和科學(xué)技術(shù)水平二、能源的分類1、按轉(zhuǎn)化傳遞過程分類一次能源：直接來自自然界的能源。如：煤、石油、自然氣、水能、風(fēng)能、核能、海洋能、生物能等二次能源：一次能源經(jīng)加工、轉(zhuǎn)換后獲得的能源稱為二次能源如：(汽油、煤油、柴油)焦炭、煤氣、工業(yè)余熱、蒸汽、氫能、酒精、火電、水電、核電、太陽能發(fā)電、潮汐發(fā)電、波浪發(fā)電2、按屬性分類。如：水能、風(fēng)能、生物能、太陽能、地?zé)崮堋淠?、潮汐能、海洋能等不行再生能源：?jīng)過億萬年形成的、短期內(nèi)無法恢復(fù)的能源，。如：石油、煤、自然氣、核能等3、按開發(fā)利用狀況分類常歸能源：被人們廣泛利用的能源稱為常規(guī)能源。如：煤、石油、自然氣、水能、生物能等所獲得的能源都是能源。如：核聚變能、風(fēng)能、太陽能、海洋能、地?zé)崮?、潮汐能?、按其形成和來源分類(1)(2)來自地球內(nèi)部的能量：地?zé)崮?、核能、火山能、地震?3)來自天體引力的能量：潮汐能三、煤的綜合利用：煤是工業(yè)上獲得芳香烴的一種重要來源1、煤的組成：煤是由有機(jī)物和少量無機(jī)物組成的簡(jiǎn)潔混合物，主要含碳元素，還含有少量氫、氧、氮、硫等元素2、煤的分類無煙煤 含碳量85%~95%左右煙煤 含碳量7085%褐煤 含碳量5070%煤3、煤的干餾

泥煤 含碳量約50%原理：煤的干餾是指將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使煤中的有機(jī)物分解的過程，工業(yè)上也叫煤的焦化。煤干餾過程中發(fā)生一系列簡(jiǎn)潔的化學(xué)反響，煤的干餾是一個(gè)簡(jiǎn)潔的物理變化和化學(xué)變化過程煤的干餾產(chǎn)物①固態(tài)物質(zhì)：焦炭，用途：冶煉工業(yè)、制造電石②液態(tài)物質(zhì)：煤焦油：芳香烴(苯及苯的同系物、萘、蒽)、酚等粗氨水：氨和銨鹽。用途：可做氮肥粗苯：苯及苯的同系物③氣態(tài)物質(zhì)：焦?fàn)t氣，含有氫氣、甲烷、乙烯、一氧化碳煤干餾的產(chǎn)品及用途干餾產(chǎn)品干餾產(chǎn)品焦?fàn)t氣出爐煤粗氨氣水粗苯主要成分氫氣、甲烷、乙烯、一氧化碳主要用途氣體燃料、化工原料氨、銨鹽氮肥煤焦油焦炭苯、甲苯、二甲苯苯、甲苯、二甲苯酚類、萘類瀝青炭炸藥、染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成材料染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成材料筑路材料、制碳素電極冶金、合成氨造氣、電石、燃料4、煤的氣化和液化C(s＋2O(g)CO(g)煤的氣化是指煤在特定的設(shè)備內(nèi)，在確定溫度及壓力下使煤中有機(jī)質(zhì)與氣(蒸汽/空氣或氧氣)發(fā)生一 系列化學(xué)反響，將固體煤轉(zhuǎn)化為含有CO、H2、CH4等可燃?xì)怏w和COC(s＋2O(g)CO(g)點(diǎn)燃＋H2(g)。該反響需要的熱量可由碳的燃燒來供給：C+O2

CO，煤的氣化是化學(xué)變化22說明：碳燃燒時(shí)可用空氣或O，但得到的煤氣的成分、熱值及用途都不同.22煤的液化：煤的液化是把煤轉(zhuǎn)化成液體燃料的過程，煤的液化是化學(xué)變化；對(duì)煤進(jìn)氣化或液化可使煤充分削減有害氣體的排放。煤的液化分直接液化和間接液化①直接液化是把煤炭制成煤漿，然后在高溫、高壓和催化劑條件下，使煤與氫氣作用生成液態(tài)碳油”。主要產(chǎn)品有優(yōu)質(zhì)汽油、柴油、芳香烴和其他化工原料。副產(chǎn)品有液化石油氣、硫黃和氨氣等CO、H2等，然后合成氣通過催化合成得到性能優(yōu)良的液態(tài)醇類、烴類等。間接液化的效率一般較低優(yōu)點(diǎn)：操作條件溫存，幾乎不依靠于煤的種類，關(guān)鍵是選擇適宜催化劑缺點(diǎn)：投資及運(yùn)行本錢過高，不利用工業(yè)化生產(chǎn)四、石油的煉制和石油化工1、石油的形成及成分(1)形成：古代動(dòng)植物遺體經(jīng)過格外簡(jiǎn)潔的變化而形成的。(2)元素組成：碳、氫、硫、氧、氮等物質(zhì)組成：各種烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴組成的混和物，一般石油不含烯烴，從所含成分的狀態(tài)看，大局部態(tài)烴，在液態(tài)烴里溶有氣態(tài)烴和固體烴物理性質(zhì)：黑褐色的粘稠狀物質(zhì)，有特別氣味，比水輕，不溶于水，沒有固定沸點(diǎn)2、石油的煉制：(1)原油：從油田里開采出來的沒有經(jīng)過加工處理的石油叫做原油，還含有雜質(zhì)成分：水，氯化鈣，氯化鎂等鹽類。原油含水鹽類、含水多，在煉制時(shí)要鋪張燃料，含水量鹽多會(huì)腐蝕設(shè)備。所以，原油必需先經(jīng)脫水過程才能進(jìn)展煉制，其目的是將混合物進(jìn)展確定程度的分別，使之物盡其用，另一方面，將含碳原子較多的烴轉(zhuǎn)變?yōu)楹荚虞^少的烴，做為根底有機(jī)化工原料。石油的煉制分為：石油的分餾、裂化、裂解三種方法(2)石油的分餾：石油分餾是利用原油中各種烴的沸點(diǎn)不同，逐步升溫使烴氣化，再經(jīng)冷凝后將烴分別成不同沸石油分餾得到的各種餾分是混合物。給石油加熱時(shí)，低沸點(diǎn)的烴先氣化，經(jīng)過冷卻先分別較多的烴轉(zhuǎn)變?yōu)楹荚虞^少的烴，做為根底有機(jī)化工原料。石油的煉制分為：石油的分餾、裂化、裂解三種方法(2)石油的分餾：石油分餾是利用原油中各種烴的沸點(diǎn)不同，逐步升溫使烴氣化，再經(jīng)冷凝后將烴分別成不同沸石油分餾得到的各種餾分是混合物。給石油加熱時(shí)，低沸點(diǎn)的烴先氣化，經(jīng)過冷卻先分別①②減壓分餾：將重油再進(jìn)一步分成各種餾分。重油進(jìn)展減壓分餾的產(chǎn)物主要有：重柴油、潤(rùn)滑油、凡士林、石蠟、瀝青等③為什么要減壓分餾？假設(shè)要將重油進(jìn)一步分別，則要在更高的溫度，而在高溫下，高沸點(diǎn)的烴會(huì)分解，更嚴(yán)峻的是還會(huì)炭化結(jié)焦，損壞設(shè)備，影響正常生產(chǎn)。由于同一種物質(zhì)，在不同的壓強(qiáng)下，沸點(diǎn)不同。由于外界壓強(qiáng)越大，物質(zhì)沸點(diǎn)就越高；外界壓強(qiáng)越小，物質(zhì)沸點(diǎn)就越低。因此要將重油進(jìn)展減壓分餾石油的裂化和裂解裂化：就是在確定條件下，把分子量大、沸點(diǎn)高的烴斷裂為分子量小、沸點(diǎn)低的烴的過程裂化所用的原料：重油裂化的產(chǎn)物：汽油等裂化的方式：催化裂化和熱裂化熱裂化：目的：提高汽油的產(chǎn)量催化裂化：目的：提高汽油的質(zhì)量和產(chǎn)量

缺點(diǎn)：溫度過高，發(fā)生結(jié)焦現(xiàn)象催化劑：硅酸鋁，分子篩(鋁硅酸鹽)裂解：即深度裂化，使長(zhǎng)鏈烴斷裂成乙烯、丙烯、丁烯等短鏈烴，目的：制取短鏈烯烴如：己烷裂解反響：CH

＋CH

═CH＋CH

CH═CH＋其他6 14 4 2 2 3 215% 40% 20% 25%C H

(辛烷)+CH

CH

H(丁烯)16 34

8 18

8 16

8 18

4 10 4 8CH

(乙烷)+CH

CH (

H(丙烯)4 10 2 6 2 4

4 10

4 3 6其它的石油加工：石油經(jīng)過催化重整，可以使鏈狀烴轉(zhuǎn)化為環(huán)狀烴，獲得苯、甲苯等重要化工根本原料石油煉制方法石油煉制方法原理原料目的主要產(chǎn)品常壓分餾用蒸發(fā)和冷凝的方法將原油分成不同沸點(diǎn)范圍的餾分原油減壓分餾通過減壓降低重油的沸點(diǎn)，從重油中分別出不同沸點(diǎn)范圍的餾分重油獲得以燃料油為溶劑油、汽油、煤主的不同石油產(chǎn)油、品 柴油、液化石油氣獲得以潤(rùn)滑油為潤(rùn)滑油、凡士林、主的不同石油產(chǎn)石蠟、瀝青、石油品 焦熱裂化催化裂化在確定條件下，把分子量大、沸點(diǎn)高的烴斷裂為分子量小，沸點(diǎn)低的烴重油提高汽油的產(chǎn)量汽油和甲烷、乙烷、和質(zhì)量 乙烯和丙烯裂解在高溫下，把長(zhǎng)鏈分子的烴斷裂為各種短鏈的氣態(tài)烴和液態(tài)烴含直鏈烷烴的石油分餾產(chǎn)品獲得短鏈不飽和乙烯、丙烯、丁二烴 烯催化重整在催化劑作用下，把汽油中的直鏈烴轉(zhuǎn)化為芳香烴和具有支鏈的異構(gòu)烷烴汽油獲得芳香烴和提苯、甲苯、二甲苯高汽油的質(zhì)量 等芳香烴五、自然氣的利用1、自然氣的來源：自然氣(naturalgas)又稱油田氣、石油氣、石油伴生氣。開采石油時(shí)，只有氣體稱為自然氣；五、自然氣的利用1、自然氣的來源：自然氣(naturalgas)又稱油田氣、石油氣、石油伴生氣。開采石油時(shí)，只有氣體稱為自然氣；石油和石油氣，這個(gè)石油氣稱為油田氣或稱石油伴生氣。自然氣的化學(xué)組成及其理化特性因地而異，主要成分是甲烷，還含有少量乙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氫等。無硫化氫時(shí)為無色無臭易燃易爆氣2、自然氣的主要用途：用作燃料；制造炭黑、合成氨、合成石油、甲醇和其他很多有機(jī)化合物的原料3、自然氣化工：以自然氣為原料的化學(xué)工業(yè)簡(jiǎn)稱自然氣化工。其主要內(nèi)容有：①自然氣制碳黑；②自然氣提取氦氣；③自然氣制氫；④自然氣制氨；⑤自然氣制甲醇；⑥自然氣制乙炔；⑦自然氣制氯甲烷；⑧自然碳；⑨自然氣制硝基甲烷；⑩自然氣制二硫化碳；自然氣制乙烯；自然氣制硫磺等六、其它方面1、三大化石燃料：煤、石油、自然氣是當(dāng)今世界上最重要的化石燃料，它們?yōu)椴恍性偕茉矗涸趪?guó)民經(jīng)濟(jì)中占有很重要的地位，被稱為“黑色的金子”、“現(xiàn)代工業(yè)的糧食”；石油被稱為“現(xiàn)代工業(yè)的血液”2、液化石油氣是由碳?xì)浠衔锼M成，主要成分為丙烷、丁烷以及其他烷系或烯類等，燃燒液化石油氣氧氣不足時(shí)易產(chǎn)生一氧化碳，污染環(huán)境；管道煤氣是指水煤氣，是炎熱的碳和水蒸氣高溫反響生成的，主要成分是CO和H2，使用不當(dāng)易引起環(huán)境污染；氫氣是一種清潔能源，燃燒產(chǎn)物生成水無污染，不會(huì)造成環(huán)境污染的；燃燒木材產(chǎn)物中有二氧化碳、甲酸、乙酸、碳顆粒等污染環(huán)境3、“地溝油”的主要成分是高級(jí)脂肪酸甘油酯，還含有害物質(zhì)，不能食用，但可用來制(性條件下水)或 油(油脂能燃燒)4、生物柴油是指植物油(如菜籽油、大豆油、花生油、玉米油、棉籽油等)、動(dòng)物油(如：魚油、豬油、牛油、羊油等)、廢棄油脂或微生物油脂與甲醇或乙醇經(jīng)酯轉(zhuǎn)化而形成的脂肪酸甲酯或乙酯。生物柴油“典型的 源”，具有環(huán)保性能好、發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能好、燃料性能好，原料來源廣泛、可再生等特性。大力進(jìn)展生物柴油對(duì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)進(jìn)展、推動(dòng)能源替代、減輕環(huán)境壓力、把握城市大氣污染具有重要的戰(zhàn)略意義5、適度開發(fā)礦物資源，能促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)進(jìn)展；過度開發(fā)礦物資源，不利于地方經(jīng)濟(jì)進(jìn)展的可持續(xù)進(jìn)展，甚至資可以削減化石燃料的使用，減輕溫室效應(yīng)的壓力，有得社會(huì)的可持續(xù)進(jìn)展6、燃料電池的能量轉(zhuǎn)換率為80%，一般燃燒過程能量轉(zhuǎn)換率為30%左右，氫氣作為燃料電池的燃料，其產(chǎn)物又能源領(lǐng)域人類努力的方向；氫氧燃料電池要求電極必需多孔具有很強(qiáng)的吸附力氣，并具確定的催化同時(shí)增大氣固的接觸面積，提高反響速率7、解決能源問題的措施提高能源的利用效率：①改善開采、運(yùn)輸、加工等各個(gè)環(huán)節(jié)；②科學(xué)把握燃燒反響，使燃料充分燃燒開發(fā)能源：太陽能、風(fēng)能、氫能、地?zé)崮?、海洋能和生物質(zhì)能都是最有期望的能源。這些能源資源豐富，有些為可再生能源，并且在使用時(shí)對(duì)環(huán)境幾乎沒有污染8、能源的特點(diǎn)太陽能能量巨大，取之不盡，用之不竭，清潔無污染，不需要開采和運(yùn)輸。缺點(diǎn)是能量密度小，受地域和季節(jié)的影響較大()地?zé)崮茈[蔽豐富，已被應(yīng)用(4)風(fēng)能是太陽能的一種轉(zhuǎn)換形式，風(fēng)能能量巨大。缺點(diǎn)是具有不穩(wěn)定性，受地區(qū)、季節(jié)、氣候影響較大【課后作業(yè)】1、推斷正誤(1)【課后作業(yè)】1、推斷正誤(1)自然氣和液化石油氣是我國(guó)目前推廣使用的清潔燃料()(2)煤經(jīng)氣化和液化兩個(gè)物理變化過程，可變?yōu)榍鍧嵞茉? )(3)煤的干餾與石油的分餾均屬于化學(xué)變化( )(5)聚乙烯塑料的老化是由于發(fā)生了加成反響( )2、“能量千萬種，會(huì)用第一要，使用不標(biāo)準(zhǔn)，親人兩行淚”。以下對(duì)于太陽能、生物質(zhì)能和氫能利用的說法不正確的是()氣，從而有效利用生物質(zhì)能芒硝晶體(Na2SO4?10H2O)白天在陽光下曝曬后失水、溶解吸熱，晚上重結(jié)晶放熱，實(shí)現(xiàn)了太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能繼而轉(zhuǎn)化為熱能在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活中需要大量應(yīng)用氫能源，但需要解決氫氣的廉價(jià)制備、氫氣的儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)葐栴}垃圾處理廠把大量生活垃圾中的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為熱能、電能，減輕了垃圾給城市造成的壓力，改善了城市環(huán)境3、以下有關(guān)物質(zhì)用途的表達(dá)正確的選項(xiàng)是( )煤炭經(jīng)氣化、液化和干餾等過程，可獲得清潔能源和重要的化工原料金屬鈉、金屬鎂等活潑金屬著火時(shí)，可以使用干粉滅火器來滅火食品包裝袋中常放入小袋的生石灰，目的是防止食品氧化變質(zhì)古有“青蒿一握，以水二升漬，絞取汁”，今用乙醚從黃花蒿中可提取青蒿素是利用氧化復(fù)原反響原理4、以下說法中正確的選項(xiàng)是( )生活中常使用食鹽、料酒、食醋均可作為食物的調(diào)味劑沼氣和液化石油氣都是可再生能源在涂料中盡量用液態(tài)有機(jī)物代替水作溶劑以削減環(huán)境污染Dpm2.5含有的鉛、鉻、砷等對(duì)人體有害的元素均是重金屬元素5、以下說法正確的選項(xiàng)是( )電力、蒸汽都屬于二次能源C．合成纖維、光導(dǎo)纖維都是高分子化合物

蔗糖、油脂及它們的水解產(chǎn)物均為非電解質(zhì)D．煤的氣化和液化都是物理變化6、化學(xué)與生產(chǎn)、生活親熱相關(guān)，以下說法不正確的選項(xiàng)是( )開發(fā)太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒊毕艿饶茉纯梢韵鳒p霾的產(chǎn)生硅膠可用作商品包裝袋內(nèi)的枯燥劑,也可以用作催化劑的載體鋁合金的大量使用歸功于人們能使用焦炭從氧化鋁中獲得鋁:“此即地霜也，所在山澤，冬月地上有霜，掃取以水淋汁后，乃煎煉”鉀提取沒有涉及到升華操作7